滨海互通墩柱施工关键技术

乔继保 QIAO Ji-bao

（中铁十五局集团第二工程有限公司，上海 201714）

0 引言

在海洋环境下，桥梁墩柱因其所处的特殊环境，其施工工艺与常规工艺有所不同[1-4]。杭甬高速公路复线宁波段一期滨海互通工程桥墩众多，墩柱施工需要针对海洋特殊环境采用相应的应对措施。本文以该工程为实例，分析研究滨海互通区墩柱施工中的技术问题，为后续类似项目施工提供了参考。

1 工程概况

杭甬高速公路复线宁波段一期滨海互通占用海域面积613.03 亩，是亚洲最大海上枢纽互通工程。杭甬复线宁波一期工程S3 合同段主要工程内容为滨海互通立交、滨海高架桥，桥梁单线长度21.078 公里/16 座。

图1 杭甬高速公路复线滨海互通平面布置图

桥梁墩柱结构形式有直墩、花瓶墩、圆柱墩、圆柱花瓶墩等结构形式，主线和匝道墩柱总量810 个，其中滨海互通区631 个。

表1 S3 标墩柱结构形式统计

2 墩身施工难点及对策

2.1 难点

受各类外界环境的不利影响，墩身施工面临着众多难点，统计如下：①海洋环境的不利施工影响（海风大、腐蚀环境等）。②对墩身模板刚度、强度、稳定性要求高。③工期紧张，互通区下部结构施工需多条匝道同步进行，栈桥占用率高，施工组织难度大。④邻近既有金塘大桥，对吊具、模板强度、施工组织的要求较高。⑤墩柱属于大体积海工砼，对防腐蚀性能、钢筋安装精度、保护层控制等要求高。

2.2 对策

针对以上难点，本文提出以下对策：①制定针对性的安全防护措施，严查施工安全隐患，做好应急预案。②对墩身模板根据不同的类型专门设计，并加强检查。③建立完善的网格化机制，利用智慧管理平台，完善栈桥交通动态化管理，做好互通区内各交叉施工的协调。④与金塘大桥权属单位保持联系，制定安全管理措施。

3 墩身施工方案

滨海高架桥墩身主要有两种类型：其一：花瓶墩。墩高在11.75m 以下的，采用“一次立模，一次浇筑”成型；高度大于11.75m 的墩身，原则上采用“两次立模，两次浇筑，一次拆模”的方式。其二：圆柱墩。集中在匝道桥，圆柱墩以柱系梁为界，依次分节浇筑。

3.1 工艺流程图（图2）

图2 工艺流程图

3.2 墩身模板设计方案

3.2.1 圆柱墩身模板设计

①圆柱墩身采用分次浇筑。标准节段模板长3m，每个墩身根据墩身高度配置相应数量的标准节模板。②墩身模板采用整体钢模板，每次立模前认真清洗模板面。③墩身钢筋在钢筋加工厂整体预制成形，现场整体吊装。④在承台间安装落地支架用于钢筋、模板的安装。⑤对分节施工的墩身，在首节墩身施工时要加强测量工作，保证首节墩身浇筑的平面位置及垂直度。⑥墩身施工时，需根据设计图和上部结构施工方案，准确预埋各种预埋件。

圆柱墩身模板按照墩身截面形式分成1/2 圆、高度分节设计，总体结构形式为加劲面板背檩，模板直径有160cm，高度有标准3m 段。（图3）

图3 圆柱墩模板构造

3.2.2 花瓶墩身模板设计

①滨海互通花瓶墩墩身最大高度20.75m，标准节段模板长3m，每个墩身根据墩身高度配置相应数量的调节模板。②墩身模板采用整体钢模板，每次立模前认真清理模板面，墩身标高≤7.6m 内贴透水模板布。③花瓶墩模板按墩身截面形式分块，总体结构形式为加劲面板背桁架。④模板不设穿过墩身混凝土的对拉拉杆，上下层模板之间定位销连接，正面模板与侧面模板上背的桁架内弦杆两端用Φ32mm 的对角拉杆拉紧。⑤花瓶墩模板面板采用6mm厚普通钢板；竖肋采用[12 的槽钢，间距30cm；横肋为[25槽钢，间距100cm。（图4）

图4 花瓶墩模板构造图

3.3 钢筋安装要点

3.3.1 钢筋骨架安装

3.3.1.1 预埋钢筋安装 ①矩形墩及花瓶墩预埋钢筋安装。在承台钢筋绑扎完成后，精确放出墩身轴线及轮廓线，根据设计图纸绑扎墩身预埋钢筋。预埋钢筋与承台钢筋点焊固定。②圆柱墩预埋钢筋安装。对于单桩独柱的圆柱墩，预埋钢筋需通过接桩预埋。桩基质量检测合格后，凿除桩头至设计桩顶标高下1.6m。清除混凝土碎渣，调直桩基钢筋并绑扎桩基箍筋。精确放出墩身中心点及轴线位置，预埋钢筋骨架起吊至桩基上方，边下放边调整钢筋笼水平位置，保证墩身钢筋骨架轴线与放样轴线对准。

3.3.1.2 墩身钢筋安装 钢筋骨架采用四点吊装，吊点位置交叉钢筋进行电焊。套筒接头检验合格后，方可绑扎搭接段的箍筋等钢筋和混凝土垫块。混凝土垫块采用与墩身混凝土等强度的圆形保护层垫块，垫块应相互错开、分散布置。每平米不少于4 个，可根据实际需要适当加密。

3.3.2 环氧钢筋布置 钢筋安装时，为保证墩身的耐久性，墩身标高小于等于7.6m 处的钢筋采用环氧钢筋。墩身预埋的环氧钢筋与承台钢筋采用点焊固定，对于损伤的环氧涂层均应在2 小时内及时修补。

3.3.3 钢筋防锈措施 对于预埋的钢筋或者加工完成的钢筋要进行防锈。为缩短墩身的施工周期，每道施工工序应合理安排，防止钢筋外露时间过长。

3.4 模板施工要点

3.4.1 模板布施工 ①模板清理：在粘贴模板布之前，将模板表面除锈打磨并用干布清除表面灰尘和油迹；②模板布修整：按照模板尺寸大小修整模板布，并在边缘位置留置约5cm，届时与模板背肋粘结，加强模板布的粘结性；③喷涂：将喷胶均匀的喷在模板表及四周；④粘贴模板布：粘贴模板布时，应将模板布毡面与模板密贴，先固定好模板布位置，由中心向四周展开压实；⑤模板布拼接：模板布如需搭接使用，先将两块模板布重叠5cm，再沿重叠中间位置切开。

3.4.2 模板定位 钢筋安装完成后，即可逐块安装第一节模板。采用全站仪放样，并在承台上标记出墩身轮廓，模板安装时，将模板内边线与墩身轮廓重合；模板底部周边用水泥砂浆做调平层，调平层顶面高差控制在2mm 以内，水泥砂浆调平层留一至二处缺口，待砼浇筑时再次进行冲洗，将水排出之后再封住缺口，浇筑砼。

3.4.3 模板安装、加固、拆除 ①第一层模板精确就位，相邻模板间每一道斜拉对角螺杆紧固完毕，再安装上层模板；②模板吊装采用钢丝绳加卡环，指挥员打手势起吊，起吊时设信号员指挥，指挥吊机用口哨配合手势，并且吊车和指挥人员能通视；③底层模板安装时，操作人员扶正模板，徐徐就位。第一块模板就位后用方木支撑，防止其倒下；然后吊装第二块模板，插定位销，方木支撑，直到该层模板安装完毕；④上层模板起吊在待安装位置上方缓缓下放，人工推模就位；⑤按照同样的方法完成各层模板的定位、加固，同时紧固好相邻模板间的竖向连接缝螺栓；⑥墩身模板拆除。由于模板布的使用，模板与混凝土之间的粘结力或摩擦力非常小。因此，在拆除模板前必须把要拆除的模板用钢绳在履带吊的吊钩上挂好，扣好保险器，同时在上层模板上挂好安全绳，在侧边相邻模板上设防荡绳，经检查无误后，方可分别拆除模板。

3.5 混凝土施工要点

3.5.1 混凝土浇筑 混凝土经串筒输送到底部，控制混凝土自由落体高度不大于2m。混凝土浇筑采用分层浇筑，每层厚度不大于30cm。混凝土振捣采用插入式振捣棒，振捣棒移动距离在30～35cm 范围内，与模板保持5～10cm 距离，振捣时间控制在20s 左右。振捣当前层时，应将振捣棒插入至前一层5～10cm。在浇筑的过程中要控制好混凝土的浇筑速度，待混凝土强度达到2.5MPa 后方可人工电动凿毛。

3.5.2 硅烷浸渍 墩身标高+7.6m 以下采用硅烷涂装，下雨或有强风或强烈阳光直射时不得涂喷硅烷。

3.5.3 墩身混凝土养护 墩身混凝土浇筑完毕，立即用木抹子将混凝土顶面抹平，并覆盖一层塑料薄膜，以防止混凝土表面被风吹失水过快而发生干缩裂缝。在混凝土初凝前进行二次抹面，能有效的预防干缩裂缝。混凝土终凝后，掀开塑料薄膜在混凝土表面上铺设土工布并在其上洒淡水使其完全吸水饱和，再将塑料薄膜恢复到覆盖状态，以减缓土工布和混凝土表面水分的蒸发。墩身保湿养护不少于7 天，浪溅区范围内的墩身带模养护10 天。

3.6 高墩施工控制工艺

滨海互通主线桥115-124 墩位，墩身高度均大于20m，该段墩身定义为高墩。①高墩钢筋骨架采用分两次安装工艺，整体预埋工艺较难保证钢筋笼整体刚度、稳定性；拟在承台浇筑时，预埋墩身下部钢筋，墩身上部分钢筋在模板安装时再安装。②高大墩身模板逐层安装，逐层检测；混凝土分两次浇筑，第一次浇筑位置控制在钢筋骨架的连接处下方1m 左右。③混凝土分次浇筑接茬口位置应凿毛处理，间隔时间不大于14 天。④钢筋、模板、混凝土施工控制与“一次浇注成型工艺”一致，不再赘述。

3.6.1 缆风绳设置 设置缆风绳的目的是防止钢筋骨架、模板受飓风影响，发生倾倒；防止模板受突风影响，发生晃动，造成作业人员失稳。缆风绳地锚端设置在承台吊箱的侧壁板上，另一端设置在墩身直线段及花瓶段的交点处。

3.6.2 辅助措施 ①若施工处于台风期，可根据实际情况，调整工艺为“两次立模，两次浇筑”。②台风登陆时，应提前2 天将已完成安装的模板拆卸下来。③采用工字钢支架加固钢筋，增加模板自重及抗倾覆能力。

4 问题及优化

现场仍存在如外观褶皱、水波纹、施工冷缝及墩身烂根等问题，影响了墩身的外观，现将问题及初步解决思路总结如下：①水波纹，混凝土在两次浇筑过程第二次浇筑振捣过程中混凝土浆沿着第一次浇筑模板下渗，造成水波纹。原因有模板螺丝紧固不牢、上下两层混凝土的浇筑间隔时间太长，模板在外力作用下向外侧活动。提高模板布张贴高度，混凝土要连续浇筑，在底层混凝土初凝前浇筑上层混凝土，同时模板的刚度和整体稳定性要满足施工要求。②施工冷缝，两次浇筑混凝土两次成型且高墩身分段不合理导致，墩身存在较长的施工冷缝。合理安排桥墩浇筑分段、浇筑时机等，浇筑混凝土时设置串桶，或泵送砼接串桶至分层部位。③墩身烂根现象，高墩混凝土在浇筑过程中模板底口与承台上表面不平整导致分析过大。原因是承台顶面与墩柱模板接触部位未进行凿毛或凿毛不彻底；模板产生变形，拼装不严密等。墩身模板底部与承台顶部衔接的部分粘贴双面胶或2cm 厚海绵条，浇筑混凝土前先配制一定比例的水泥砂浆，然后将水泥砂浆堵在墩身模板底部的内外侧，使其密封，之后再进行混凝土浇注。

5 结论与展望

滨海互通墩柱施工环境复杂，海风大、海洋腐蚀性强、对保护层厚度要求高，本文在常规墩柱施工方案的基础上，针对滨海互通区墩柱的施工特点和要求，从模板设计、钢筋施工、模板施工和混凝土施工等方面进行了工艺的优化，同时围绕项目现场遇到的实际难题归纳总结，并提出了相应的解决方案，为后期类似工程的设计和施工提供了参考。针对滨海互通环境下墩柱施工的特殊要求，除了施工工艺的优化，后续还将对海洋环境中桥墩用混凝土的腐蚀劣化过程、环氧钢筋与普通钢筋抗拉拔性能对比等方面进行探索，将理论与实际相结合，以更科学的方式指导现场施工。